化学反应等效平衡

1、下面只能预览文档中的文本内容，如需完整资源请下载。等效平衡1.含义 在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)，对同一可逆反应体系，起始时加入物质的物质的 量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量相同.2.分析方法 按照化学方程式的化学计量数关系，把起始物转化为化学方程式同一边的物质，通过对比两种情况下对应组分的起始量是相等，还是等比，来判断化学平衡是否等效 (即工边倒” .)(3)恒温条件下体积不变的反应判断方法：无论是恒温恒容，还是恒温恒压，只要极值等比即等效，因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响.实例例如：H2(g)+I2(g) 2HI(g)1 mol 1 mol 0 mol 2 mol

2、2 mol 1 mol a mol b mol c mol 解析达到相同的平衡状态要求条件 (如温度、压强、容器的体积 )相 同，各组分的用量相同或相对应.无论可逆反应从正反应开始，还是从逆反应开始，或是从正、逆两反应方向同时开始，达到平衡时，体系中各物质浓度与原平衡状态相同.该题的信息是从正反应开始，2 molA和1 mol B发生反应达到平衡时， C的浓度为 W mol L-1,那么从逆反应开始时，按方程式中的化学计量 数可知应是3 mol C和1 mol D ,才相对应.再分析 D, mol C+ mol D相当于1 mol A + mol B ,再加上1 mol A+ mol B,即D

3、相当于2 mol A+1 mol B.答案CD 解析本题考查化学平衡移动、等效平衡.在相 同条件下，甲、乙容器中达平衡时是等效平衡.选项 A,甲、乙提高相同温度时，平衡均向逆反应方向移 动，且达平衡时二者等效，HI浓度相等.选项B,加入稀有气体时，平衡不移动，二者 HI浓度相等.选项C,甲降低温度平衡向着正反应方向移动，达平衡时，HI浓度增大，而乙中 HI浓度不变，符合题意.选项D,对平衡的影响是等同的，达平衡时，HI浓度相等.答案C 3.分类及判断方法等效平衡有两类反应(即A户0、A nW反应)、两种状态(即恒温恒容、恒温恒压) (1)恒温恒容条件下的体积可变反应 判断方法：极值等量即等效

4、例如，一定条件下的可逆反应：2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g)2 mol1 mol0Z002 molDmolmol mola molb molc mol上述 三种配比，按方程式的化学计量数关系均转化为反应物，即SO2匀为2 mol、O2均为1 mol,三者建立的平衡状态完全相同. 中a、b、c三者的关系满足：(X2)a=2, (X1+b = 1,即与上述平衡 等效.(2)恒温恒压条件下的体积可变反应判断方法：极值等比即等效例如：2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g) 2 mol 3 mol 0 mol 1 mol mol 2 mol a mol b mol c mol 中=2 ：

5、 3,故互为等效平衡.中a、b、c三者关系满足：=,即与 平衡等效. 两种情况下，n(H2) ： n(I2) = 1 ： 1,故两平衡等效.中a、b、c三者关系满足：(x+a) ： ( x去b)=1 ： 1或ab= 1 ： 1, OQ即与等效.1 .在一个固定容积的密闭容器中， 2 mol A和1 mol B发生反应2A（g）+ B（g）3c（g）+ D（g）,达到平衡时，C的 浓度为 W mol L1.维持容器体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达到平衡后，若C的浓度仍为 W mol L-1,该配比是（）A. 4 mol A + 2 mol BB. 3 mol C+1 mol D +

6、 1 mol B + 2 mol AC. 3 mol C+ 1 mol DD. 1 mol A+ mol B+ mol C+ mol D2. （2009北京高考）已知：H2（g）+I2（g） 2HI（g） AH<0.有相同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入H2和I2各mol,乙中加入HI mol,相同温度下分别达到平衡.欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度，应采取的措施是（）A.甲、乙提高相同温度B.甲中加入 mol He,乙不变C.甲降低温度，乙不变D.甲增加 mol H2,乙增加 mol I2化学等效平衡例如，在同一相同条件下:配比1 （单位mol）:配比2 （单位mol）:

7、等效平衡问题：对于同一可逆反应，在同一相同条件下，无论反应是从正反应开始、还是从逆反应开 始或从中间态开始，以一定的配比投入物质，则可以达到相同的平衡状态。N2(g)+3H2(g)2NH3(g)130002配比3 （单位mol）:以上3种配比投入物质，可以达到相同的平衡状态。在达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含 量（体积分数、物质的量分数、质量分数等）均相同、等效平衡概念在一定条件（恒温恒容或恒温恒压）下，同一可逆反应体系，不管是从正反应开始，还是从逆反应开 始，在达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量（体积分数、物质的量分数、质量分数等）均相同, 这样的化学平衡互称等效平衡。注意：

8、（1）外界条件相同： 恒温、恒容，恒温、恒压。（2）等效平衡”与完全相同的平衡状态”不同：等效平衡”只要求平衡混合物中各组分的物质的量分数（或体积分数）对应相同，各组份的浓度、物质的量、反应的速率、压强等可以不同。（3）平衡状态只与始态有关，而与途径无关，只要物料相当，就达到相同的平衡状态。二、等效平衡的分类和判断方法（一）：恒温、恒容条件下 对反应前后气体分子数发生变化 的反应（即VW0W体系）：判断方法：极值等量即等效恒温、恒容时，根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时，反应物（或生成物）中同一组分的物质的量完全相同，则互为等效平衡。此时一般不考虑反应本身的特点，计算的关键是换算到同一边

9、后各组 分要完全相同。特点：两次平衡时各组分的百分含量、物质的量、浓度均相同（全等平衡）【例1】定温定容下，可逆反应 分数都相等，请填写下面的空格。起始量（投料1) / mol :130等效于（投料2) / mol :0等效于（投料3) / mol :4/3等效于（投料4) / mol :abca、b、c取值必须满足的一般条件是（用两个方程式表小,其中一个只含N2(g)3H2(g)+a2NH3(g)平衡时 n (NH3)/mola和c,另一个只含b和c）：N2（g） +3H2（g） 2NH3（g）按下列四种不同投料方式达到平衡后，N2的体积（二）：恒温、恒容条件下 对反应前后气体分子数不发生变

10、化 的反应（即4丫=0的体系）：判断方法：极值等比即等效恒温、恒容时，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，不同的投料方式如果根据化学方程式中计 量系数比换算到同一边时，只要反应物（或生成物）中各组分的物质的量的比例相同，即互为等效平衡。 此时的反应特点是无体积变化，计算的关键是换算到同一边后各组分只需要物质的量之比相同即可。特点：两次平衡时各组分的百分含量相同，但物质的量、浓度按比例变化（等比平衡）【例2】定温定容下，可逆反应 H2（g） + 12（g） 2HI（g）按下列四种不同投料方式达到平衡后，H2的体积分数都相等，请填写下面的空格。H2(g)+12(g)2HI(g)平衡时n (HI)

11、 /mol起始量（投料1） / mol :120a等效于（投料2） / mol :01等效于（投料3） / mol :01等效于（投料4） / mol :abca、b、c取值必须满足的一般条件是 o练习：在一个固定容积的密闭容器中，保持一定的温度进行以下反应：已知加入1mol H2和2mol Br2时，达到平衡后生成 a mol HBr （见下表已知项），在相同条件下，且保 持平衡时各组分的体积分数不变，对下列编号的状态，填写下表中的空白。（三）恒温、恒压条件下:判断方法：极值等比即等效在恒温恒压时，可逆反应以不同的投料方式进行反应，如果根据化学方程式中计量系数比换算到同一 边时，只要反应物（

12、或生成物）中各组分的物质的量的比例相同.即互为等效平衡。特点：两次平衡时各组分的百分含量、浓度相同，但物质的量按比例变化（等比平衡）.+:【例3】在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中，保持一定的温度和压强，进行以下反应:知加入1molN2和4molH2时，达到平衡后生成 amol,在相同温度、压强下，保持平衡时各组分的体积分数不变。请填写下面 的空格。N2(g)+3H2(g)2NH3(g)平衡时 n (NH3)/mol起始量（投料1） / mol :140a等效于（投料2） / mol :60等效于（投料3） / mol :1等效于（投料4） / mol :mg (g>4m)【例4】在一

13、个盛有催化剂容积可变的密闭容器中，保持一定的温度和压强，进行以下反应：N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）。已知加入1molN2和3molH2时，达到平衡后生成 amol,在相同温度、压强下，保持平衡时各组分的体积分数不变。请填写下面 的空格。起始量（投料等效于（投料1) / mol :2) / mol :12360等效于（投料3) / mol :1等效于（投料4) / mol :abca、b、c取值要满足的条件是：N2(g)3H2(g)+2NH3(g)平衡时 n (NH3) /mol由上述讨论可知，最初投料方式与化学方程式计量系数比不一致时，各投料方式中的结果都是唯一值,而如果最初投 料

14、方式与化学方程式计量系数比一致时，各投料方式中的结果不一定是唯一值。A(g)+B(g) C练习：1、（2003年江苏卷）I :恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应:（1）若开始时放入ImolA和ImolB,达到平衡后，生成 a molC,这时A的物质的量为 mol（2）若开始时放入3molA和3molB,到达平衡后，生成 C的物质的量为 mol（3）若开始时放入x molA、2 molB和1 molC,到达平衡后，A和C的物质的量分别是 ymol和3amol,则 x=mol, y= mol。平衡时， B 的物质的量 。甲：大于2mol乙：等于2mol丙：小于2mol丁：可能大于、等

15、于或小于 2mol做出此判断的理由是（4）若在（3）的平衡混合物中再加入 3molC,待再次达到平衡后 C的物质的量分数是 。n ：若维持温度不变，在一个与（ I ）反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应。（5）开始时放入1molA和1molB到达平衡后生成 bmolC。将b与（1）小题中的a进行比较 。甲：a< b 乙：a> b丙：a=b 丁：不能比较a和b的大小做出此判断的理由是。2、（2007年高考理综四川卷）向某密闭容器中充入1 mol CO和2 mol H2O（g）,发生反应：CO+ H2O（g）CO2 + H20当反应达到平衡时， CO的体积分数为x。若维持

16、容器的体积和温度不变，超始物质按下列四种配比 充入该容器中，达到平衡时CO的体积分数大于x的是（）（A） mol CO+ 2 mol H2O（g）+ 1 mol CO2+ 1 mol H2（B）1 mol CO+ 1 mol H2O（g）+ 1 mol CO2+ 1 mol H2(C) mol CO+ mol H2O(g)+ mol CO2+ mol H2(D) mol CO+ mol H2O(g)+ mol CO2+ mol H23、在密闭容器中，加入 3mol A和1mol B, 一定条件下发生反应3A (g) + B (g) 2C (g) + D (g),达平衡时，测得 C的浓度为w m

17、ol/L,若保持容器中压强和温度 不变，重新按下列配比作起始物质，达到平衡时，C的浓度仍然为w mol/L的是A 6mol A+2mol BB A+ B+1mol C+ DC 3mol A+1mol B+2mol C+1molD 2mol C+ 1mol D4、一定温度下可逆反应：A(s)+2B(g) 2c(g)+ D(g); Hv 0。现将1mol A和2mol B加入甲容器中，将4mol C和2mol D加入乙容器中，此时控制活塞P,使乙的容积为甲的2倍，ti时两容器内均达到平衡状态(如图1所示，隔板K不能移动)。下列说法正确的是A 保持温度和活塞位置不变，在甲中再加入1mol A和2mo

18、l B,达到新的平衡后，甲中C的浓度是乙中C的浓度的2倍B 保持活塞位置不变，升高温度，达到新的平衡后，甲、乙中B的体积分数均增大C 保持温度不变，移动活塞 P,使乙的容积和甲相等，达到新的平衡后，乙中C的体积分数是甲中 C的体积分数的2倍D 保持温度和乙中的压强不变，t2时分别向甲、乙中加入等质量的氨气后，甲、乙中反应速率变化情况分别如图2和图3所示(t3前的反应速率变化已省略)浅析等效平衡”等效平衡”是化学平衡内容的重要知识点之一，但对这一知识点的学习、理解和应用，学生往往感到困难重重，难以把握其实质，更谈不上灵活运用了。现将有关内容整理成文，以求对等效平衡”的理解与应用有所突破。一、等效

19、平衡”的概念1、 内容：同一可逆反应在相同条件下，不论从正反应方向，还是从逆反应方向，或者中间状态投料起始，平 衡后，只要反应混合物各组分的物质的量(或气体体积)分数对应等，这样的平衡互称等效平衡2、 解析：(1)等效平衡”不同于 完全相同的平衡状态”，它包括完全相同的平衡状态完全相同的平衡状态”是指：平衡时，反应混合物各组分的物质的量(或 气体体积)分数要对应相等，且两平衡的反应速率也相同。等效平衡”则只要求反应混合物各组分的物质的量(或气体体积)分数对应相同。如： mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),当m+n=p+q时，即反应前后气体总体积不变的可逆反应，达平衡后，改变压强，平衡

20、不移动，反应混合物的物质的量(或气体体积)分数对应相同，所以二者为等效平衡但此平衡与原平衡速率不等，故不是 完全相同的平衡状态(2)对于 同一可逆反应在相同条件下，不论从正反应方向，还是从逆反应方向，或者中间状态投料起始，在一定条件下平衡后，可为 等效平衡”，教材中指出：对于可逆反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)实验证明在1L的密闭容器中，有催化剂存在的条件下加热到800 C,无论是充入和，还是充入和，反应都达到相同的平衡状态。对于这一事实，我们也可从理论上推出，上述相同条件下的两种情况可表示 如下：投料方式 I:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)起始投料(

21、mol):00平衡 I(mol):投料方式 II:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 起始投料(mol):某时刻(mol):分析：相同条件下的投料方式II,反应向逆反应方向进行，假定某时刻容器内反应进行到CO开口 H2都剩余，则此时的逆反应速率与平衡I的逆反应速率相等。此时生成的CO和H2O (g)也都是，与平衡I中CO和H2O (g)浓度相同，故正反应速率与平衡I的正反应速率也相同。平衡I中VF=V逆，则投料方式II也是VF=V逆，即达到平衡状态，各组分的物质的量分数对应相 等。所以上述两种投料方式的平衡状态是相同的。同理，可以分析从中间状态起始投料的情况。二、等效平衡”的规

22、律影响化学平衡的外界条件有温度、浓度、压强等，外界条件相同时，平衡状态就相同，即为等效平 衡状态。而压强对化学平衡的影响是通过改变浓度实现的，所以当温度不变、反应物起始浓度相同时，即 为相同的外界条件，平衡后的状态就是等效平衡状态。1、恒温恒容，极值等量在恒温恒容时，只要反应物各组分的起始投料量的物质的量相同，其浓度就相同，则外界条件相同，平衡时为等效平衡状态。不同的投料方式按完全反应(事实上不可能完全反应)计算，得出的投料量若与 原投料相同，即极值等量，亦达到等效平衡。例1在一固定容积的密I容器中，加入2molX和ImolY,发生如下反应：2X (g) +Y(g)3Z(g)+R(g),当反应

23、达到平衡后，Z的浓度为comol/L若维持容器的体积和温度不变，按下列四种配 比起始进行反应，达到平衡后，Z浓度仍为comol/L的是：A、4molX+2molYB、2molX+1molY+3molZ+1molRC、3molZ+1molY+1molR D、3molZ+1molR分析：要保证Z的浓度不变，只要两平衡状态等效即可。根据题设条件(恒温恒容，原投料为X、Y),将选项中的Z、R按完全反应转化为 X、Y,则选项为：A、4molX+2molYB、4molX+2molYC、2molX+2molYD、2molX+1molY只有D选项的投料量与原投料相同，即极值等量，两平衡为等效平衡。故该题的答案

24、为：D我们再来分析一下 A、C的情况，二者都先拿出与原投料相同的X (2mol)、Y(1mol),则A、C中都相当于又加入了反应物，增大了反应的浓度，平衡正向移动，故与原平衡不是等效平衡。2、恒温恒压，极值等比恒温恒压时，要保持浓度不变，只要将不同的投料方式按完全反应(事实上不可能完全反应) 计算，得出的投料量若与原投料量等比即为等效平衡。因为投料量按比例变化时，要保持压强不变，体积也应按 相同比例变化，故浓度不变，为等效平衡。A、例2若例1中的容器改为恒压容器，其他条件不变，则符合条件的选项有哪些？分析：按照恒温恒压，极值等比和例1的极值转化，则该题的答案就是与原投料量等比的选项:B、Do3、温度改变，不能相同不存在既不吸热，又不放热的化学反应。因此，只要温度发生变化，平衡就会移动，就不会有等效 平衡状态。例3在一个容器固定的反应器中，有一可左右滑动的密封隔板，两侧分别进行如图所示的可逆反应。 各物质的起始加入量如下：A、B、C均为，D为,F为，设E为Xmol。A(g)+B(g) 2c(g)D(g)+2E(g) 2F(g)可移动隔板当X一定范围内变化时，均可以通过调节反应器的温度，使两侧反应都达到平衡，并且隔板恰好处于反应器的正中位置。若 X分别为和，则